Eine koaxiale Antenne wird verwendet, um Hochfrequenzwellen (HF) mit einer bestimmten Frequenz zwischen elektronischen Geräten wie globalen Positionierungssystemen (GPS), schnurlosen Telefonen, drahtlosen lokalen Netzwerksystemen (WLAN) und Kommunikationssystemen in Gebäuden, Tunneln, öffentlichen Verkehrsmitteln und für Rettungsdienste. Der Zweck der Antenne besteht darin, ein bestimmtes HF-Signal sowohl abzuschirmen als auch so zu leiten, dass es sein Ziel mit der größten Stärke und der geringsten Verzerrung oder Störung durch andere Signale erreicht. Das erste Patent für eine Koaxialantenne in den Vereinigten Staaten (USA) wurde 1937 von Arnold B. Bailey während seiner Tätigkeit für Bell Telephone Laboratories eingereicht.
Hauptmerkmale von Koaxialantennen sind, dass sie eine geringe Dämpfung oder einen geringen Signalverlust aufgrund der Kopplung aufweisen; sie sind sowohl stark als auch stabil; und sie sind einfach zu installieren. Zu den Installationsanforderungen gehört, die Antenne mindestens 4 Zoll (ca. 10 cm) von Wänden entfernt zu halten, die Antenne mit nichtmetallischen und nichtleitenden Klemmen zu befestigen, metallische Strukturen in der Nähe der Antenne zu vermeiden und vor Staub zu schützen und Schmutz. Alles, was sich auf der Koaxialantennenhülle absetzt, kann schließlich zu Signalverzerrungen oder -verlusten führen.
Die am häufigsten verwendete Rohrantenne besteht aus einem Innenleiter, einem konzentrischen Dielektrikum, einem Außenleiter, einem Glimmer-Sperrband und einer Außenhülle. Innenleiter bestehen aus massivem Kupfer oder verkupfertem Aluminiumdraht und Außenleiter sind in der Regel Kupferrohre oder überlappende, gefräste und geschlitzte Kupferbänder. Zwischen Innen- und Außenleiter ist das konzentrische Dielektrikum ein Schaumstoffkern, der vor Unfällen schützt, die den Signalempfang und die Signalübertragung beeinträchtigen könnten. Durch Kupfer geleitete HF-Signale führen zu einer Erwärmung des Kupfers, sodass das Glimmer-Absperrband die Antenne gegen Überhitzung abschirmt, die eine Verzerrung des Signals verursachen kann. Die äußere Ummantelung besteht aus einem flexiblen thermoplastischen Polyethylen, das feuerhemmend wirkt.
Da der Aufbau sehr ähnlich ist, können auch Koaxialkabel als Koaxialantennen verwendet werden. Koaxialantennen weisen jedoch einige Unterschiede zu den grundlegenden Eigenschaften von Koaxialkabeln auf. Die Welle im transversalen elektromagnetischen (TEM) Modus, die im Inneren der Antenne erzeugt und wächst, strahlt im Gegensatz zu herkömmlichen Koaxialkabeln nach außen. Kleine Lücken oder Öffnungen im äußeren Kupferleiter der Antenne können den Kopplungsmechanismus zwischen dem Inneren der Antenne und der Umgebung außerhalb der Koaxialantenne erzeugen.
Antennen können entweder als gekoppelter Modus oder als strahlender Modus konfiguriert werden. Die Größe, Position, Form und der Abstand der Aperturen des Leiters bestimmen die Kopplungsmechanismen der Koaxialantenne und die Strahlungseigenschaften. Der gekoppelte Modus bedeutet, dass die Aperturen näher beieinander liegen als die Betriebsfrequenz und dass die Antenne in einem weiten Frequenzbereich arbeitet. Strahlungsmodus bedeutet, dass die Öffnungen ungefähr den gleichen Abstand wie die Betriebsfrequenz haben und mit der erforderlichen Frequenz strahlen.